槽罐车对LNG双燃料动力船舶充装操作方法

2014-07-31李岳洋管义锋沈友平

江苏船舶 2014年1期

李岳洋,管义锋,周群,沈友平

(1．江苏现代造船技术有限公司，江苏镇江 212003；2．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江 212003；3．张家港格林沙洲锅炉有限公司，江苏张家港 215600)

李岳洋1,2,管义锋2,周群1,沈友平3

针对国内配套船舶LNG燃料加注的研究尚处于起步阶段，介绍了槽罐车对双燃料船LNG储罐加注操作方法，对船用LNG储罐的吹扫及预冷、首次充液、船用LNG储罐的应用及安全注意事项和应急措施进行了介绍说明，为类似地区槽罐车和气趸船对双燃料船舶加注系统的设计和应用提供参考。

槽罐车；双燃料船舶；加注；操作方法

0 引言

国外LNG燃料船舶加注方案总体上可分为3种：船-船加注(Ship-to-ship bunkering,简称 STS)，在码头、锚地、航行中均可进行；槽车-船加注(Tank truck-to-ship bunkering,简称TTS)，是目前技术最成熟的；岸站-船加注(LNG intermediary terminal-to-ship via pipeline,简称TPS)，可结合趸船使用。

国内船舶LNG燃料使用研究起步较晚，配套的LNG燃料加注规范、标准还未出台，LNG船加注尚处于起步阶段。目前国内仅有2艘500 m3LNG加注趸船和1艘100 m3LNG加注趸船。前期试点船舶阶段各地区船舶LNG燃料加注形式比较单一，主要采用技术最成熟的槽车-船加注方案，即TTS。后期随着LNG改造项目推广铺开，再逐步向TPS和STS加注方式发展。本文重点介绍槽罐车对内河LNG动力船加注操作方法，为以后LNG动力船舶储气罐加注提供参考。

1 储气罐及汽化器装置流程图及标识说明

槽车对船的加注，必须要了解储气罐及汽化器装置供气系统流程图及储气罐和汽化器装置阀门标识说明。图1为储气罐及汽化器装置供气系统流程图，图中的符号见表1。

2 船用LNG储罐吹扫及预冷

船用LNG储罐在首次使用槽罐车充装前必须用干洁氮气进行吹扫。最大吹扫压力应相当于最大工作压力的50%，或者至少不低于0.2 MPa。

在吹扫前，应拧松液位计两端的接头，完全打开液位显示液相阀(A10)和液位显示气相阀(A8)，检查排放的气流中是否含有水分。如有水分，应继续排放，直到无水分停止排放。将液位显示仪表(L1)两端的接头拧紧，并关闭液位显示控制阀(A9)，使液位显示仪表(L1)处于正常工作状态。

船用LNG储罐在首次正式充装时，内筒处于常温“暖罐”状态，因此必须将其预冷。

2.1 预冷置换流程

预冷置换流程如图2所示。前期准备：

(1)确认设备及其配套管路合格，储罐真空度合格。

(2)储罐已经用氮气置换干净并保持正压，满足充装要求。

(3)用液氮给储罐预冷前，保证管网用干燥氮气置换干净。

(4)检查确认各个阀门所处的状态正确，紧急切断系统、现场仪表、安全阀、变送器、调压阀有效。

2.2 用低温氮气预冷

(1)槽车本身带有低温氮气。开始充装之前，由专业充装人员用金属软管将槽车充装口(F1)和储罐充装接头(C1)相连接。打开槽车气相阀(F2)和储罐液体排放阀(A7)吹扫软管内的空气，吹扫完毕后关闭槽车气相阀(F2)及储罐液体排放阀(A7)。

(2)打开槽车放空阀，使槽车自增压，同时慢慢打开槽车气相阀(F2)，放出氮气，进气速度由槽车气相阀控制，打开液体进自增压器阀(PB1)、顶部充装阀(A2)、溢流阀(A4)、气体排放阀(A12)及液位显示仪表(L1)，控制室内打开储罐出液紧急切断阀(X1和X3)，且经现场确认已开启，用槽车内的蒸发气体给储罐、管网预冷。

(3)预冷开始后，立即打开与液位显示仪表(L1)、压差变送器(LT1)、压力变送器(PT1)连接的细管道的末端放散口，充分吹扫，避免出现冰堵。

图1 储气罐及汽化器装置供气系统流程图

表1 储气罐及汽化器装置阀门标识说明

图2 预冷置换流程

(4)对排放的气体及溢流阀(A4)出口定时进行温度检测，直至低于-60 ℃。

(5)预冷过程要注意安全，发现问题(漏点、设备故障等)及时处理，不能及时处理时应该立即停止预冷，待问题解决后再恢复预冷作业。

3 首次充液

首次充液时，应注意以下事项：打开气体排放阀(A12)，放空储罐内的氮气；打开底、顶部充装阀(A1)和(A2)，同时充装。在充装过程中同时注意观察液位显示仪表(L1)读数，打开液体充满溢流阀(A4)，排放船用LNG储罐内的气体，直至有LNG的气体排出时，停止充装并立即关闭溢流阀(A4)。

当充装至船用LNG储罐的50%以上容积时，应关闭底部充装阀(A1)。当充装到船用LNG储罐容积的85%时，应关闭顶部充装阀(A2)，并停止充装3 min，以使筒内液面镇静。然后打开顶部充装阀(A2)继续充装，并打开液体充满溢流阀(A4)，直到有液体从溢流阀(A4)流出时，立即关闭溢流阀(A4)，停止充装并关闭顶部充液阀(A2)，即完成槽罐车对LNG动力船舶的加注过程。

在充装过程中储气罐就地设有压力远传接头(C4) 和液位远传接头(C5)，同时在船舶驾驶室内监测储气罐压力和液位。如果压力上升至高于充装输送压力或接近安全阀压力，必须打开气体排放阀(A12)将船用LNG储罐内的气体进行适量排放。

4 提高和降低LNG储罐压力方法

4.1 提高船用LNG储罐压力

船用LNG储罐气相压力的提高可通过自增压器(PB1)使液体汽化后的气体返回船用LNG储罐顶部，使罐内压力保持相对稳定。

4.2 降低船用LNG储罐压力

打开气体排放阀(A12)，使船用LNG储罐内气相压力降低到不大于压力调节阀新设定的压力后，关闭气体排放阀(A12)。

5 安全注意事项和应急措施

(1)槽车靠近码头时，车速不得超过 5 km/h，按指定位置停好，熄火，拉起手闸，采取定位措施，防止溜车拉断软管。

(2)船舶停靠到位后，缆绳系牢，确认面向储罐区的门窗全部关闭，充装区无明火、易燃易爆品等危险因素。

(3)充装前确认储罐完好，罐体无裂纹、无腐蚀、无变形、无机械损伤等缺陷，确认各阀门及连接部位完好无泄漏。

(4)采用低温不锈钢金属软管连接。软管长度留有足够裕度，用以补偿作业过程中船体的摆动、管线的低温收缩和硬化；与船舶相连的LNG低温不锈钢金属软管及接头系安全绳，防止软管或接头高空坠落伤人，以及软管被意外拉断后失控甩出。

在悬浮架采集的4路间隙信号中取两端的间隙信号2、间隙信号3进行分析，并根据4路信号计算求得折角。由图7的轨缝折角变化仿真图可知：悬浮架通过轨缝折角过程中，首先，前两个监测探头进入折角区段，折角值先变为负值；接着，后两个探头进入折角区段后，折角值归零；而后，前两个探头通过轨缝，进入折角反向区段，折角值达到峰值；最后，随着后两个探头、前两个探头离开折角区段，折角值依次归零、变负、归零。

(5)确认移动加液车与船舶间等电位连接，充装管路连接必须使用防爆型工具。

(6)LNG 气罐充装压力应在0.4～0.7 MPa。充装作业时，操作人员不得离开现场，并严格按照操作规程操作。观察压力变化情况，避免压力增加过快，造成危险。

(7)监控LNG气罐充装量，严禁超装。充装结束，拆除软管和静电跨接线后才可将槽车开走。

(8)现场工作人员必须了解设备的性能、工艺流程及设备上各种阀门、仪表的作用，熟练掌握操作规程、安全管理制度；必须经过专业技术培训，能够熟练操作，具备处置突发事件的应变能力。

(9)充装作业过程中，操作人员不得离开现场，并严格按照充装操作规程操作，实时观察储罐液位、压力变化情况，避免液位、压力增加过快，防止LNG储罐超量充装。

(11)作业人员站在现场上风侧；同时消防器材也置于现场的上风侧，便于取用的位置。

(12)设备上的阀门及连接处冻结时，严禁用明火或发热的物体烘烤，不得用物体敲打；所有阀门操作要缓开缓关，严禁快速开启或关闭。

(13)凡作业现场有下列情况时，禁止或立即停止充装作业：

①雷雨天气或5级以上大风；

②储罐或移动加液车压力异常；

③泄漏；

④附近有明火或不安全因素存在。